土木工程课程设计-某多层框架柱下独立基础住宅楼的设计计算说明

目录目录2第一章设计资料2第二章初步确定基础底面尺寸32.1地基承载力特征值42.2初步选择基底尺寸4第三章计算修正后的地基承载力特征值4第四章地基承载力验算5第五章软弱下卧层的验算5第六章基础抗冲切验算56.1计算抗冲击力66.2计算基底冲击力:76.3柱边基础截面抗冲切验算：7第七章基础底板配筋77.1柱场长边方向计算与配筋77.2基础短边方向8第八章地基沉降量计算88.1确定沉降计算深度(自基础底面算起88.2根据《建筑地基基础规范GBJ7—89》计算沉降量：88.3计算予估沉降量9基础工程课程设计第一章设计资料1、某多层框架住宅楼拟采用柱下独立基础，建筑安全等级为二级；2、对其场地土层进行了相应勘探工作，勘察结果为：该建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为五层，物理力学指标见附表一。附表一土层代号名称土层厚度h(m压缩模量（MPa）承载力特征值(kPa备注1杂填土1.2m2粘土3.8m7.5250e=0.8IL=0.823淤泥质粘土4m2.5854粉质粘土3m254505石灰岩5m6522003、勘查期间测得地下水混合水位深为3.5m，地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性；4、已知上部框架结构由柱子传来的荷载(以下荷载均为标准值，水平荷载作用在-0.600m标高处：柱截面尺寸F（kN）M（kN·m）H（kN）学号400×400mm2220025050123002305022400200503250018050426001605052700150506220015050723001605082400180509250020050102600230501127002505012400×600mm222002505013230023050142400200501525001805016260016050175、基础底面埋深：d＝2.0m6、根据地质资料，以2层粘土为持力层7、基础设计资料：混凝土为C30，采用二级钢筋第二章初步确定基础底面尺寸2.1地基承载力特征值根据粘性土e=0.8，IL=0.82查表得=0.3，=1.6.持力层承载力特征值fa（先不考虑对挤出宽度进行修正）：fa=fak+（d-0.5）=250+1.6×19×（2-0.5）=295.6kPa（上式d按室外地面算起）2.2初步选择基底尺寸计算基础和回填土Gk时的基础埋深d=1/2（2.0+1.3）=3.3m由公式A===11.32m2由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即：A=1.2A0=1.2×11.32=13.85m2初步选择基础底面积2（≈13.85m2），且b=2.8＜3m不需要再对fa进行修正。第三章计算修正后的地基承载力特征值=295.6kPa第四章地基承载力验算基础和回填土重Gk=偏心距ek==0.047m（l/6=4.2/6=0.7m），即pkmin＞0满足。持力层承载力验算：（＜fa=295.6kPa，满足）基底最大压力pkmax=288.16kPa（＜1.2fa=354.72kPa，满足.）基底最小压力：267.85kPa（＞0.3fa=88.68kPa）所以，基础底面的尺寸满足持力层承载力要求。第五章软弱下卧层的验算由于软弱下卧层是指在持力层下，成层土地基受力层范围内，承载力显著低于持力层的高压缩性土层，所以，第三层土，即淤泥质粘土层即为软弱下卧层。软弱下卧层顶层处自重应力：pCZ=16.5×1.2+19×（3.5-1.2）+（19-10）×（1.2+3.8-3.5）=77kPa软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度=77/5=15.4KN/m3由淤泥质粘土=85kPa＞50kPa，查表7.10得=1.0故=85+1.0×15.4×（5-0.5）=154.3kPa由以及z/b=3/2.8=1.07＞0.5查表7.14得地基压力扩散角所以软弱下卧层顶面处的附加应力验算：≈154.3kPa，满足第六章基础抗冲切验算由《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》确定基础配筋和验算材料张度时，上部传来的荷载效应组合应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，相应的基底反力内角反力（不包括基础自重和基础台阶上回填土重所引起的反力）上部结构传至基础顶面的竖向荷载设计值F=1.35FK=1.35×2600=3510KN6.1计算抗冲击力初步拟定高度h=1000mm按规范要求，铺设地层时保护层厚度不低于40mm，所以保护层厚度为50mm，则基础抗冲切锥体的有效高度h0=950mm柱与基础交接处的受冲切承载力，应按一下公式验算因为h=1000mmC30混凝土轴心抗拉强度设计值为ft=1.43N/mm2因为又所以6.2计算基底冲击力:偏心距基础边缘处最大和最小净反力：冲切强度验算时启用的部分基底面积：6.3柱边基础截面抗冲切验算：冲切力：抗冲切力：＞928.70kN柱与基础交接处的受冲切承载力满足要求第七章基础底板配筋7.1柱场长边方向计算与配筋柱边（Ⅰ-Ⅰ截面）弯矩柱边净反力由于采取二级钢筋HRB335fy=300N/mm2C30混凝土fC=14.3N/mm2由公式得所以AsⅠ=所以应配钢筋814（1232mm2）7.2基础短边方向因为基础受单向偏心荷载作用，所以在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取所以MⅡ=所以Ⅱ=b=0.55所以AsⅡ=取916（1810mm2）第八章地基沉降量计算8.1确定沉降计算深度(自基础底面算起又因为在确定的Zn深度下尚有压缩性较大的土层（第三层），即淤泥质粘土还有第五层石灰岩，坚实岩层所以Zn=1.2+3.8+4+3-2=10M地基中点基底附加压力8.2根据《建筑地基基础规范GBJ7—89》计算沉降量：Z（m）L/BZ/BA04.2/2.8=1.501．00000．9841750033．0833.08212.0110．360．98410．98410．7029750023．6356.71177.1920．710．8441．6870．517750017．3874.09130.3331．070．7352．2040．32250032．27106.3680.6641．430．6312．5240．231250023．29129.6558.2351．780．5512．7550．155250015．63145.2839.3362．140．4852．910．156250015．73161.0139.3372．50．4383．0660．044250000．443161.45311.0982．860．3893．110．085250000．857162.3121.4393．210．3553．1950．067250000．676162.98616.899.43．360．3473．2620．018250000．182163.1864.54103．570．3283．280验算受压层深度：当Zn=10m时=0.02